Normes et protocoles réseau 1 Protocoles

3.2.1.1

Protocoles :

règles

qui

régissent

les

communications

Comme dans les communications humaines, les différents protocoles réseau et informatiques doivent pouvoir interagir et œuvrer ensemble à faire aboutir la communication réseau. Un groupe de protocoles interreliés et nécessaires pour remplir une fonction de communication est appelé suite de protocoles. Les suites de protocoles sont mises en œuvre par les hôtes et les périphériques réseau dans le logiciel, le matériel ou les deux.

Pour mieux visualiser l'interaction des protocoles d'une suite, imaginez que celle-ci est une pile. Une pile de protocoles indique comment chacun des protocoles de la suite est mis en œuvre. Les protocoles sont représentés par des couches et chaque service de niveau supérieur dépend de la fonctionnalité définie par les protocoles constituant les niveaux inférieurs. Les couches inférieures de la pile s'occupent du déplacement de données sur le réseau et de la fourniture de services aux couches supérieures, qui elles, se concentrent sur le contenu du message en cours d'envoi. Comme l'illustre la figure, nous pouvons utiliser des couches pour décomposer l'activité qui intervient dans notre exemple de communication en face à face. À la couche inférieure, la couche physique, se trouvent deux personnes, chacune douée de la parole et capables de prononcer des mots à haute voix. À la deuxième couche, celle des règles, nous disposons d'un accord pour parler dans une langue commune. À la couche supérieure, la couche du contenu, des mots sont effectivement prononcés. Il s'agit du contenu de la communication.

Si nous devions assister à cette conversation, nous ne pourrions pas réellement voir ces couches flotter dans l'air. L'utilisation de couches permet de décomposer une tâche complexe en différentes parties simples et de décrire leur fonctionnement.

77

3.2.1.2 Protocoles réseau

Au niveau humain, certaines règles de communication sont formelles et d'autres sont simplement comprises en fonction de la coutume et de la pratique. Afin que des périphériques puissent communiquer correctement, une suite de protocoles réseau doit décrire des exigences et des interactions précises. Les protocoles réseau définissent un format et un ensemble communs de règles d'échange des messages entre les périphériques. Les protocoles IP, HTTP et DHCP sont des exemples de protocoles réseau courants.

Les figures illustrent les protocoles réseau qui décrivent les processus suivants :

 Format ou structure du message, comme illustré à la Figure 1

 Le processus de partage d'informations à propos des chemins entre les périphériques

réseau et d'autres réseaux, comme illustré à la Figure 2

 Le mode et le moment de transmission de messages d'erreur et de messages systèmes

entre les périphériques, comme illustré à la Figure 3

 L'initialisation et la fin des sessions de transfert de données, comme illustré à la

Figure 4

Par exemple, le protocole IP définit la façon dont un paquet de données est acheminé au sein d'un réseau ou à un réseau distant. Les informations du protocole IPv4 sont transmises dans un format spécifique de sorte que le récepteur puisse les interpréter correctement. Ce protocole n'est pas très différent de celui utiliser pour noter l'adresse sur une enveloppe lorsque vous envoyez une lettre. Les informations doivent respecter un certain format pour que la lettre puisse être livrée à la destination par la poste.

3.2.1.3 Interaction des protocoles

L'interaction entre un serveur Web et un client Web constitue un exemple de l'utilisation d'une suite de protocoles dans des communications réseau. Cette interaction utilise plusieurs protocoles et normes dans le processus d'échange d'informations entre ceux-ci. Les différents protocoles fonctionnent entre eux pour garantir que les messages sont reçus et compris par les deux parties. Exemples de tels protocoles :

 Protocole d'application : le protocole de transfert hypertexte (Hypertext Transfer Protocol, protocole HTTP) régit la manière dont un serveur Web et un client Web interagissent. Le protocole HTTP décrit le contenu et la mise en forme des requêtes et des réponses échangées entre le client et le serveur. Les logiciels du client et du serveur Web implémentent le protocole HTTP dans le cadre de l'application. Le protocole HTTP dépend d'autres protocoles pour gérer le transport des messages entre le client et le serveur.

 Protocole de transport : le protocole de contrôle de transmission (Transmission Control Protocol, TCP) est le protocole de transport qui gère les conversations individuelles entre les serveurs Web et les clients Web. Le protocole TCP divise les messages HTTP en petites parties appelées segments. Ces segments sont envoyés entre les processus du serveur Web et du client exécutés sur l'hôte de destination. Ce protocole est également responsable du contrôle de la taille et du débit d'échange de messages entre le serveur et le client.

 Protocole Internet : le protocole IP se charge d'encapsuler en paquets les segments mis en forme par le protocole TCP, de les attribuer aux adresses appropriées et de les remettre à l'hôte de destination en utilisant le meilleur chemin.

78  Protocoles d'accès au réseau : les protocoles d'accès au réseau décrivent deux

fonctions principales, d'une part la communication sur une liaison de données et d'autre part la transmission physique des données sur le support réseau. Les protocoles de gestion de liaison de données prennent les paquets depuis le protocole IP et les formatent pour les transmettre à travers les supports. Les normes et les protocoles des supports physiques régissent la manière dont les signaux sont envoyés, ainsi que leur interprétation par les clients destinataires. Ethernet est un exemple de protocole d'accès au réseau.

3.2.2 Suites de protocoles

3.2.2.1 Suites de protocoles et normes de l'industrie

Comme nous l'avons vu, une suite de protocoles est un ensemble de protocoles qui fonctionnent ensemble pour fournir des services de communication réseau complets. Une suite de protocoles peut être définie par un organisme de normalisation ou développée par un constructeur.

Les protocoles IP, HTTP et DHCP font tous partie de la suite de protocoles Internet connue sous le nom de Transmission Control Protocol/IP (TCP/IP). La suite de protocoles TCP/IP est une norme ouverte, ce qui signifie que ces protocoles peuvent être utilisés gratuitement par tous et que tous les constructeurs ont la possibilité de les mettre en œuvre sur leur matériel ou leurs logiciels.

Les protocoles basés sur des normes sont des processus ou des protocoles qui ont été validés par le secteur des réseaux et ratifiés, ou approuvés, par un organisme de normalisation. L'utilisation de normes dans le développement et la mise en œuvre de protocoles garantit que les produits provenant de différents fabricants fonctionnent ensemble. Si un fabricant spécifique n'adhère pas strictement à un protocole, son équipement ou ses logiciels risquent de ne pas communiquer correctement avec les produits des autres fabricants.

Dans les communications de données, par exemple, si l'un des participants à une conversation utilise un protocole pour gérer une communication unidirectionnelle et que l'autre participant suppose qu'il s'agit d'un protocole décrivant une communication bidirectionnelle, en toute probabilité, aucune information ne sera échangée.

Certains protocoles sont propriétaires. Propriétaire, dans ce contexte, signifie qu'une société ou qu'un fournisseur contrôle la définition du protocole et la manière dont il fonctionne. Certains protocoles propriétaires peuvent être utilisés par différentes organisations avec l'autorisation du propriétaire. D'autres peuvent uniquement être implémentés sur du matériel fabriqué par le fournisseur propriétaire. AppleTalk et Novell NetWare sont des exemples de protocoles propriétaires.

Plusieurs entreprises peuvent même créer ensemble un protocole propriétaire. Il n'est pas rare qu'un constructeur (voire un groupe de constructeurs) développe un protocole propriétaire pour répondre aux besoins de ses clients, puis contribue à faire de ce protocole propriétaire une norme ouverte. Par exemple, Ethernet était un protocole propriétaire développé initialement par Bob Metcalfe au centre de recherche XEROX de Palo Alto (PARC) dans les années 1970. En 1979, Bob Metcalfe a créé sa propre entreprise, 3COM, et a collaboré avec Digital Equipment Corporation (DEC), Intel et Xerox en vue de promouvoir la norme « DIX » d'Ethernet. En 1985, l'IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) a publié la norme IEEE 802.3 qui était quasiment identique à Ethernet. Aujourd'hui, 802.3 est la

79

norme de fait utilisée sur les réseaux locaux (LAN). Autre exemple plus récent : Cisco a ouvert le protocole de routage EIGRP sous forme de RFC informatif afin de répondre aux besoins des clients souhaitant utiliser le protocole sur un réseau multifournisseur.

3.2.2.2 Création d'Internet et développement de la suite

de protocoles TCP/IP

La suite IP est une suite de protocoles nécessaire pour transmettre et recevoir des informations via Internet. Elle est plus connue sous le nom de TCP/IP, car les deux premiers protocoles réseau définis pour cette norme étaient TCP et IP. La suite TCP/IP basée sur des normes ouvertes a remplacé d'autres suites de protocoles propriétaires, telles qu'AppleTalk d'Apple et IPX/SPX (Internetwork Packet Exchange/sequenced Packet Exchange) de Novell.

Le premier réseau à commutation de paquets, prédécesseur de l'Internet actuel, était l'ARPANET (Advanced Research Projects Agency Network), né en 1969 de la connexion d'ordinateurs centraux situés sur quatre sites différents. L'ARPANET a été financé par le département de la défense américain et était destiné aux universités et aux laboratoires de recherche. Le sous-traitant BBN (Bolt, Beranek et Newman) a réalisé une grande partie du développement initial de l'ARPANET, notamment en créant le premier routeur alors appelé processeur de message d'interface (IMP).

En 1973, Robert Kahn et Vinton Cerf ont commencé leurs travaux sur le protocole TCP afin de développer la nouvelle génération de l'ARPANET. Le protocole TCP devait remplacer le programme de contrôle du réseau (NCP) alors utilisé par l'ARPANET. En 1978, le protocole TCP a été divisé en deux protocoles : TCP et IP. D'autres protocoles ont ensuite été ajoutés à la suite de protocoles TCP/IP, notamment Telnet, FTP et DNS.

Cliquez sur la chronologie de la figure pour afficher les détails relatifs au développement d'autres protocoles et applications réseau.

3.2.2.3 Suite de protocoles TCP/IP et processus de

communication

Actuellement, la suite inclut des dizaines de protocoles, comme illustré à la Figure 1. Cliquez sur chaque protocole pour afficher sa description. Ils sont organisés sous forme de couches à l'aide du modèle de protocole TCP/IP. Dans le modèle TCP/IP, les protocoles TCP/IP sont inclus de la couche Internet à la couche application. Les protocoles de couche inférieure de la couche de liaison de données ou d'accès au réseau sont chargés d'acheminer le paquet IP sur un support physique. Ces protocoles de couche inférieure sont développés par des organismes de normalisation, tels que l'IEEE.

La suite de protocoles TCP/IP est mise en œuvre comme une pile TCP/IP à la fois sur les hôtes expéditeurs et récepteurs pour assurer l'acheminement de bout en bout des applications sur un réseau. Les protocoles 802.3 ou Ethernet sont utilisés pour transmettre le paquet IP sur le support physique utilisé par le réseau local.

Les Figures 2 et 3 présentent le processus de communication complet grâce à un exemple d'une transmission de données d'un serveur Web à un client.

80

1. La page HTML (Hypertext Markup Langage) du serveur Web correspond aux données à